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焊接压力容器如何进行热处理?

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焊接压力容器如何进行热处理?

发布日期:2019-04-16 作者: 点击:

 焊接压力容器如何进行热处理?

高频焊机

对压力容器用钢的要求是具有足够强度、塑性和韧性,又要有良好的冷热加工性能和焊接性能;对于在腐蚀介质条件下工作的压力容器,又必须具有相应的耐蚀性和抗氢能力;在高温下工作的容器,必须保证组织稳定;在低温下工作的容器,要保证在工作温度下有足够的韧性。压力容器钢所用的热处理工艺如下。

    (1)正火
    主要用于:①改善母材综合力学性能,提高塑性和韧性;②改善电渣焊焊缝组织,提高综合力学性能;③细化热冲压后封头的组织,提高塑性和韧性;④用于必须在正火状态使用的钢材如15MnTi,正火温度一般为900980℃,按钢种选定。正火操作时,为了加热均匀,钢板装炉时应互相保持150200mm的距离,并应垫平;如果是已经焊接好的筒节,则应竖放。下垫高度大于300mm的平支座,筒节之间应保持200mm以上的距离。
    (2)调质
    在厚壁压力容器中,目前已开始使用调质工艺来提高壳体材料的强度和韧性。常用调质的钢为14MnMoNb18MnMoNb钢等。调质的淬火加热温度和保温时间与正火相同。
    压力容器封头和筒节可采用喷淋或浸入水槽进行淬冷。淬冷操作的关键是保证工件的入水温度不低于Ac3点,并控制工件的冷却速度。在连续淬冷时,水温不应高于80℃,否则工件达不到激冷的要求。回火温度按钢号而不同,可取决于力学性能的要求,可通过预先的回火试验来确定。回火保温时间一般为35 min/mm,厚度按工件最厚处计算,最少保温1h,一般回火后空冷,有回火脆性的钢材可风冷或水冷。
    (3)去应力退火
    去应力退火的目的是:①消除焊接接头中的内应力和冷作硬化,提高接头处抗脆断能力;②提高低合金钢接头的韧性,促进耐热钢焊件焊缝及热影响区的碳化物稳定化,提高接头的高温持久强度;③稳定结构形状,减少畸变;④促进焊缝金属中氢的向外扩散,提高焊缝的韧性。
    根据钢材牌号不同,去应力退火的温度为600680℃。整体去应力退火可以是外部加热,也可以用电、煤气或天然气作热源加热内部。外部加热时是放在炉内加热,故炉内的温度应低于300400℃,并应放置平稳,防止畸变。对板厚在25mm以下的容器,升温速度不应大于200/h;板厚在25mm以上者,升温速度应小于150/h。尽可能使容器整体的温度均匀一致。升温时沿工件的全长,温差不应大于50℃,保温时温差不应大于20℃,保温后随炉冷至300400℃后将容器移至炉外空冷。
    内部加热是将加热器放人容器内部加热,外部用绝热材料保温。加热器用电阻丝制造,也可用燃油、燃气在容器开口处用烧嘴加热,以容器为燃烧室,外部以绝热层保持温度。这样的加热操作要求温度控制精确和性能要求严格的情况不宜采用。
    局部去应力退火主要用于:环焊缝的去应力,要做到使整个焊缝区温度梯度不应过大,以免产生新的应力,一般容器不作规定,而重要容器的最高加热温度和1/2最高加热温度处的距离不应大于2.5Dδ,其中D为容器的内径,δ为容器的厚度,均以mm为单位。冷却速度不得大于100/h。局部去应力退火可用中频感应加热、火焰加热、电阻带加热,其中电阻带加热效率高,加热均匀精确,并能多点温度控制。
    在焊后去应力退火过程中往往在焊缝热影响区接近焊缝熔合线的粗晶区产生细小断续的小裂纹。为了避免产生这类裂纹,应选用对这种裂纹不敏感的钢或采用低氢焊条焊接或者高温预热后再行焊接。

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关键词:高频焊机,焊接设备,压力容器焊接

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